कम वोल्टेज स्विचगियर: वाणिज्यिक स्थानों में ऊर्जा बचत के लिए नवाचार

ऊर्जा बचत के लिए निम्न वोल्टेज स्विचगियर में मुख्य डिज़ाइन नवाचार

उच्च-दक्षता वाली सामग्री और संकुचित बसबार प्रणालियाँ जो I²R हानियों को कम करती हैं

आज के निम्न वोल्टेज स्विचगियर प्रतिरोधी हानियों से लड़ने के लिए बेहतर चालक सामग्री और अधिक बुद्धिमान डिज़ाइन आकृतियों का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, तांबे-चांदी संयोजित बसबारों पर विचार करें—ये सामान्य एल्यूमीनियम बसबारों की तुलना में लगभग 15 प्रतिशत अधिक कुशलता से विद्युत का संचरण करते हैं, जिसका अर्थ है कि प्रतिरोध के कारण उत्पन्न होने वाली ऊष्मा कम हो जाती है, और यह वहीं होता है जहाँ यह सबसे अधिक महत्वपूर्ण है। जब इन्हें उन संकुचित समतल बार व्यवस्थाओं के साथ संयोजित किया जाता है जो आयतन के सापेक्ष सतह क्षेत्रफल को अधिकतम करती हैं, तो ये आधुनिक प्रणालियाँ लगभग 30% अधिक धारा घनत्व को समायोजित कर सकती हैं। इस सभी का क्या अर्थ है? विचलित धाराओं (एडी करंट्स) का कम अप्रिय प्रसार, दीवार पर कम स्थान घेरने वाले पैनल, और वास्तविक क्षेत्र परीक्षणों से पता चलता है कि पुराने डिज़ाइनों की तुलना में संचालन तापमान 18 से 22 डिग्री सेल्सियस तक कम हो जाता है। निम्न तापमान के कारण शीतलन की आवश्यकता भी कम हो जाती है, जिससे घटकों का जीवनकाल बढ़ जाता है और उनके प्रतिस्थापन की आवश्यकता बाद में होती है।

उन्नत तापीय प्रबंधन और सतत दक्षता के लिए सामंजस्यपूर्ण फ़िल्टरिंग

स्मार्ट थर्मल प्रबंधन प्रणालियाँ इमारतों में सेंसर्स को समग्र रूप से स्थापित करके काम करती हैं, ताकि गर्म क्षेत्रों (हॉट स्पॉट्स) का पता लगाया जा सके जैसे ही वे उत्पन्न हों। जब ये सेंसर्स तापमान में वृद्धि का पता लगाते हैं, तो प्रणाली ठीक उसी समय वेंटिलेशन को सक्रिय कर देती है या बलपूर्वक वायु शीतलन (फोर्स्ड एयर कूलिंग) चालू कर देती है, जब यह वास्तव में आवश्यक होता है। इसी समय, विद्युत प्रणाली में अंतर्निर्मित विशेष फ़िल्टर्स LED लैंप्स और HVAC उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले चर आवृत्ति ड्राइव्स (VFDs) जैसी चीज़ों के कारण उत्पन्न होने वाले तरंग-आकृति विकृतियों (वेवफॉर्म डिस्टॉर्शन्स) का सामना करते हैं। ये विकृतियाँ वाणिज्यिक इमारतों में ऊर्जा के इतने अधिक अपव्यय का प्रमुख कारण हैं। विद्युत गुणवत्ता मूल्यांकनों के अनुसार, ऐसी विकृतियाँ किसी इमारत की कुल ऊर्जा खपत का लगभग 12% हिस्सा नष्ट कर सकती हैं। तटस्थ धाराओं (न्यूट्रल करंट्स) में वास्तविक समय (रियल टाइम) में समायोजन करके कुल सामंजस्य विकृति (टोटल हार्मोनिक डिस्टॉर्शन) को 5% से कम बनाए रखकर, ये प्रणालियाँ ट्रांसफॉर्मर्स को घटिया श्रेणी (डाउनग्रेड) में डाले जाने से रोकती हैं और हार्मोनिक्स के कारण उत्पन्न अत्यधिक तापन के कारण होने वाली 7 से 10% की दक्षता हानि को समाप्त कर देती हैं। तापमान नियंत्रण और विद्युत गुणवत्ता प्रबंधन का यह संयोजन, भार की मांग कुछ भी हो, सभी कार्यों को सुचारू रूप से चलाए रखता है—यहाँ तक कि उन तनावपूर्ण शिखर उपयोग अवधियों (पीक यूज़ पीरियड्स) के दौरान भी।

स्मार्ट मॉनिटरिंग और नियंत्रण: वास्तविक समय में अनुकूलन के लिए IoT-सक्षम निम्न वोल्टेज स्विचगियर

वास्तविक समय में लोड प्रोफाइलिंग, भविष्यवाणी आधारित लोड शेडिंग और मांग प्रतिक्रिया एकीकरण

कम वोल्टेज स्विचगियर जो IoT प्रणालियों से जुड़ा होता है, सर्किट-स्तर पर बिजली की खपत के बारे में विस्तृत जानकारी एकत्र करता है, जिससे इन गतिशील लोड प्रोफाइलों का निर्माण किया जा सकता है। यह प्रौद्योगिकी एक प्रकार के भविष्यवाणी-आधारित लोड शेडिंग (भार कम करना) को संभव बनाती है, जिसका अर्थ है कि यह अचानक मांग में वृद्धि का पूर्वानुमान लगा सकती है—जो कि लगभग १५ मिनट पहले तक का हो सकता है। ऐसे समय पर, यह स्वचालित रूप से उन उपकरणों को बंद कर देता है जो आवश्यक नहीं होते, जैसे कि चमकदार लाइटें या तापन प्रणाली के वे हिस्से जिनका उपयोग अधिकांशतः नहीं किया जा रहा होता। इस व्यवस्था को स्थानीय ऊर्जा आपूर्तिकर्ताओं के मांग प्रतिक्रिया (डिमांड रिस्पॉन्स) पहलों के साथ जोड़ने से इमारतें उन समयों पर अपनी बिजली की खपत कम कर सकती हैं जब दरें वास्तव में अत्यधिक ऊँची होती हैं। पिछले वर्ष के अनुसंधान के अनुसार, इस प्रकार के स्मार्ट ऊर्जा प्रबंधन को अपनाने वाले व्यवसायों ने अपने बिलों में लगभग १८ प्रतिशत की कमी देखी, जबकि सामान्य संचालन को बनाए रखा गया। और रोचक बात यह है कि मशीन लर्निंग के घटक हर महीने इन भविष्यवाणियों को बेहतर बनाने में सुधार करते रहते हैं, जो वास्तविक घटनाओं के आधार पर धीरे-धीरे अपनी सटीकता में सुधार करते हैं।

सीमलेस बैटरी मैनेजमेंट सिस्टम/एनर्जी मैनेजमेंट सिस्टम इंटीग्रेशन: एक लीड-प्लैटिनम कार्यालय टावर से सीखे गए पाठ

भवन प्रबंधन प्रणालियों (BMS) और ऊर्जा प्रबंधन प्रणालियों (EMS) के साथ एकीकरण विद्युत और यांत्रिक अवसंरचना के पूरे क्षेत्र में संचालन बुद्धिमत्ता को एकीकृत करता है। एक लीड-प्लैटिनम कार्यालय टावर इसके प्रभाव का उदाहरण है:

यह अंतरसंचालनीयता दोष प्रतिक्रिया समय को 40% तक तेज़ करने, हस्तचालित मीटर पठन को समाप्त करने और इमारत की ऊर्जा तीव्रता को दो वर्षों के भीतर 31% तक कम करने में सक्षम बनी—जो वाणिज्यिक इमारतों के लिए ASHRAE 90.1-2019 मानकों को पार कर गई।

आधुनिक निम्न वोल्टेज स्विचगियर में अनुकूलनशील सुरक्षा और डिजिटल बुद्धिमत्ता

डायनामिक लोड मिलान और दक्षता संरक्षण के लिए स्व-अनुकूलित वक्रों वाले डिजिटल ट्रिप यूनिट्स

डिजिटल ट्रिप यूनिट्स, जिनमें स्वचालित रूप से समायोजित होने वाले सुरक्षा वक्र स्थापित होते हैं, कोई भी क्षण लोड में हो रहे परिवर्तन के आधार पर अपने ट्रिप बिंदुओं को समायोजित कर सकती हैं। इससे अस्थायी बिजली के झटकों के दौरान होने वाले वे अप्रिय गलत ट्रिप्स रोके जा सकते हैं, जबकि सुरक्षा को बरकरार रखा जाता है। जब उपकरण कम क्षमता स्तर पर संचालित होते हैं—जो कि कार्यालय भवनों और समान स्थानों में अक्सर होता है—तो ये यूनिट्स अपनी संवेदनशीलता को इतना ही कम कर देती हैं कि संचालन अनावश्यक रूप से बाधित न हों। इसके परिणामस्वरूप रखरखाव के खर्च में काफी कमी आती है, जो पिछले वर्ष प्रकाशित विद्युत सुरक्षा रिपोर्ट्स में उल्लिखित नवीनतम उद्योग आँकड़ों के अनुसार लगभग ३० प्रतिशत है।

ये प्रणालियाँ हार्मोनिक स्तरों की निरंतर जांच करके और समय के साथ तापमान में परिवर्तनों को ट्रैक करके काम करती हैं। इससे उपकरणों के आयु-काल को कम करने वाले ऊष्मा क्षति के जमाव को रोकने में सहायता मिलती है। भारों के साथ इनका सटीक मिलान ऊर्जा बर्बाद करने वाले अतिरिक्त सुरक्षा बफर्स को कम कर देता है। एचवीएसी प्रणालियों पर भारी निर्भरता वाली सुविधाओं को यहाँ वास्तविक बचत दिखाई देती है, जहाँ अध्ययनों से पता चलता है कि I वर्ग R हानि में लगभग १२ से १८ प्रतिशत की कमी आती है। जब इन इकाइयों को भवन प्रबंधन या ऊर्जा प्रबंधन प्रणालियों के साथ जोड़ा जाता है, तो ये वास्तव में महंगे चरम (पीक) घंटों के दौरान भार कम करने का समय पूर्वानुमानित कर सकती हैं। ऐसी स्मार्ट सुरक्षा केवल एक वांछनीय विशेषता नहीं है, बल्कि आज के बाजार में संचालनों को कुशलतापूर्ण रूप से चलाने के लिए यह वास्तव में आवश्यक है।

व्यावसायिक-विशिष्ट अनुप्रयोग: खुदरा, कार्यालयों और डेटा-घनी सुविधाओं में आरओआई को अधिकतम करना

कम वोल्टेज पर काम करने वाले स्विचगियर वास्तव में उन व्यवसायों को अच्छा निवेश रिटर्न प्रदान करते हैं जो विभिन्न उद्योगों में कार्यरत हैं, बशर्ते उनका ऊर्जा प्रबंधन उनकी दैनिक गतिविधियों के अनुरूप हो। उदाहरण के लिए, खुदरा दुकानों को लें। जब प्रबंधक ग्राहकों के वास्तविक आगमन के समय के आधार पर प्रकाश व्यवस्था और HVAC प्रणालियों के संचालन की योजना बनाते हैं, तो वे ऊर्जा बिलों में लगभग 15 से 22 प्रतिशत की कमी कर लेते हैं। ऐसी बचत सीधे उनके शुद्ध लाभ (बॉटम लाइन) को बढ़ाती है। कार्यालय भी इससे लाभान्वित होते हैं। वास्तविक समय में निगरानी के माध्यम से वे विद्युत भार को विभिन्न विभागों और मंजिलों के बीच समान रूप से वितरित कर सकते हैं। इससे व्यस्त समय के दौरान सर्किट के फटने से रोका जाता है और निष्क्रिय अवस्था में बर्बाद होने वाली ऊर्जा में 30% तक की कमी आती है। डेटा केंद्रों को तो यह सुविधा और भी अधिक आवश्यकता होती है। मिलीसेकंड के भीतर दोषों को अलग करने की क्षमता संचालन को बिना किसी अंतराय के जारी रखने में सहायता करती है। कुछ 2023 के अध्ययनों के अनुसार, एकमात्र डाउनटाइम घटना की लागत 740,000 अमेरिकी डॉलर से अधिक हो सकती है। इसके अतिरिक्त, विशेष फ़िल्टर महंगे कंप्यूटर उपकरणों को असामान्य वोल्टेज उतार-चढ़ाव से सुरक्षित रखते हैं। इन सभी परिदृश्यों में, दक्ष ऊर्जा उपयोग केवल एक ऐसी आवश्यकता नहीं रह जाता जिसे कंपनियों को नियमों के कारण पूरा करना पड़ता हो। बल्कि, यह एक वास्तविक आय उत्पादन का साधन बन जाता है जो अप्रत्याशित लागतों के प्रति व्यापार की लचीलापन (रेज़िलिएंस) का निर्माण करता है और राजस्व प्रवाह की रक्षा करता है।

सामान्य प्रश्न

प्रश्न: निम्न वोल्टेज स्विचगियर में तांबा-चांदी संयुक्त बसबार के उपयोग के क्या लाभ हैं?

उत्तर: तांबा-चांदी संयुक्त बसबार एल्युमीनियम की तुलना में लगभग 15% अधिक कुशलता से विद्युत का संचरण करते हैं, जिससे प्रतिरोध और ऊष्मा निर्माण में कमी आती है; इसके परिणामस्वरूप कार्यकारी तापमान कम हो जाता है और घटकों का जीवनकाल बढ़ जाता है।

प्रश्न: स्मार्ट थर्मल प्रबंधन प्रणालियाँ ऊर्जा बचत में कैसे योगदान देती हैं?

उत्तर: स्मार्ट थर्मल प्रबंधन प्रणालियाँ गर्म स्थानों का पता लगाने के लिए सेंसरों का उपयोग करती हैं और केवल आवश्यकता होने पर ही वेंटिलेशन सक्रिय करती हैं, साथ ही तरंग रूप विकृतियों के कारण होने वाली ऊर्जा हानि को कम करने के लिए हार्मोनिक फिल्टरिंग भी करती हैं।

प्रश्न: आईओटी-सक्षम स्विचगियर में पूर्वानुमानात्मक लोड शेडिंग क्या है?

उत्तर: पूर्वानुमानात्मक लोड शेडिंग में आईओटी प्रणालियों का उपयोग करके बिजली की मांग में अचानक वृद्धि की पूर्वानुमान किया जाता है और शिखर अवधि के दौरान ऊर्जा के अनुकूल उपयोग और लागत कम करने के लिए स्वचालित रूप से गैर-आवश्यक लोड को बंद कर दिया जाता है।

प्रश्न: वाणिज्यिक भवनों में बिना व्यवधान के बैटरी प्रबंधन प्रणाली (BMS)/ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (EMS) एकीकरण दक्षता को कैसे बढ़ाता है?

A: बैटरी प्रबंधन प्रणाली (BMS) और ऊर्जा प्रबंधन प्रणाली (EMS) के साथ एकीकरण के कारण वास्तविक समय में निगरानी और समायोजन संभव होता है, जिससे ऊर्जा के उपयोग में कमी, मांग शुल्क में कमी और दोषों के प्रति प्रतिक्रिया समय में सुधार होता है।

प्रश्न: स्व-अनुकूलित वक्रों वाली डिजिटल ट्रिप यूनिट्स के क्या लाभ हैं?

उत्तर: डिजिटल ट्रिप यूनिट्स अपनी संवेदनशीलता को गतिशील रूप से समायोजित करती हैं, ताकि अस्थायी बिजली के झटकों के दौरान गलत ट्रिप होने से रोका जा सके, जिससे रखरखाव की आवश्यकता कम होती है और विभिन्न लोड स्थितियों में कुशल बिजली उपयोग सुनिश्चित होता है।